package mht.practice.sort;

/**
 * 双路快速排序，应用于近乎有序的数组
 * Created by MHT on 2017/8/26.
 */
public class QuickSortTwoWays {

    // 我们的算法类不允许产生任何实例
    private QuickSortTwoWays(){}


    // 双路快速排序的partition
    // 对arr[l...r]部分进行partition操作
    // 返回p, 使得arr[l...p-1] < arr[p] ; arr[p+1...r] > arr[p]
    private static int partition(Comparable[] arr, int l, int r){

        //优化：随机在arr[l...r]的范围中, 选择一个数值作为标定点pivot
        //l为偏移量
        int x = (int) (Math.random()*(r-l+1)+l);
        swap(arr,l,x);
        Comparable v = arr[l];

        int i = l+1;
        int j = r;
        while (true){
            // 注意这里的边界, arr[i].compareTo(v) < 0, 不能是arr[i].compareTo(v) <= 0
            while( i <= r && arr[i].compareTo(v) < 0 )
                i ++;
            while (j>=l+1 && arr[j].compareTo(v) > 0 )
                j--;
            if (i>j)
                break;

            swap(arr,i,j);
            i++;
            j--;
        }
        swap(arr,l,j);
        return j;
    }

    // 递归使用快速排序,对arr[l...r]的范围进行排序
    private static void sort(Comparable[] arr, int l, int r){

        if( r - l <=15 ){
            InsertionSort2.sort(arr,l,r);
            return;
        }


        int p = partition(arr, l, r);
        sort(arr, l, p-1 );
        sort(arr, p+1, r);
    }

    public static void sort(Comparable[] arr){

        int n = arr.length;
        sort(arr, 0, n-1);
    }

    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }

    // 测试 QuickSort
    public static void main(String[] args) {

        // 双路快速排序算法也是一个O(nlogn)复杂度的算法
        // 可以在1秒之内轻松处理100万数量级的数据
        int N = 1000000;
        Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 10);
        SortTestHelper.testSort("mht.practice.sort.QuickSortTwoWays", arr);
    }
}
